Réduction du poids, résistance et rigidité sont des caractéristiques fondamentales dans les systèmes cinématiques complexes.
C’est particulièrement vrai pour des dispositifs fonctionnant à des vitesses très élevées avec la plus grande précision. Soumis à des sollicitations cycliques, ce type de mécanisme devra aussi résister à la fatigue, première cause de défaillance pouvant intervenir dans le temps. Aujourd’hui, on retrouve ces mêmes conditions dans de multiples applications en milieu industriel. C’est le cas pour la robotique ou encore les machines textiles.
On y retrouve normalement des éléments structurels réalisés en matériaux métalliques comme l’acier, les alliages d’aluminium ou de magnésium. Voir aussi des composites thermodurcissables renforcés fibres de verre ou carbone.
Ces solutions souffrent cependant de plusieurs limitations. Effectivement, le travail du métal par usinage, soudure et autre frittage de poudres représentent des opérations lentes et coûteuses. Quant aux matériaux composites, la réalisation de géométries complexes et l’intégration de fonctions sont impossibles.
Mouler rapidement et à moindre coût une pièce avec la rigidité du métal, tel est le défi du marché actuellement. Pour cela, LATI propose une famille de compounds thermoplastiques renforcés fibres de carbone à très haut module, jusqu’à 45% en masse.
Introduit pour la première fois en 2007, les compounds HM ont rapidement trouvé une utilité grâce à leur extraordinaire module élastique au-delà des 40 GPa. C’est plus que le double comparé aux autres grades renforcés fibres de verre ou carbone à haute ténacité du marché et couramment utilisés pour l’injection plastique.
Le secteur des machines textile ou encore de la robotique y ont trouvé un intérêt immédiat pour obtenir des pièces moulées très rigides avec une déformation sous charge comparable aux métaux. Dans ce contexte de jeux réduits et flexion négligeable, les organes en mouvement gagnent en précision de façon significative. La faible densité de la fibre carbone allège significativement le poids des pièces moulées. L’inertie de l’ensemble est moindre et autorise son fonctionnement à des fréquences plus élevées. La perte de puissance au démarrage du système est également réduite.
Les frottements et l’usure sont limités, s’affranchissant ainsi de toute lubrification complémentaire et l’utilisation de bagues ou paliers en matériaux anti-usure.
La réduction du poids et des phénomènes d’inertie réduit les contraintes internes qui habituellement génèrent du stress-cracking et aboutit à une rupture par la fatigue.
Les compounds HM sont constitués sur base de polymères thermoplastiques à hautes performances comme les PPA, PPS et PEEK. LATI offre ainsi un ensemble de grades convenant à des environnements contraignants, exposés aux agents chimiques ou extérieures et des températures d’utilisation en continu.
C’est le cas des robots en cabine de peinture ou des châssis de machine textile en contact avec les huiles de filature. Bien entendu, la présence des fibres de carbone offre des propriétés antistatiques à la matière, évitant ainsi l’accumulation de poussières, salissures et autres particules sur les pièces moulées.